Научно-исследовательский
институт
бетона и железобетона
Госстроя СССР
(НИИЖБ)
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ
И ПРИМЕНЕНИЮ
ЖАРОСТОЙКИХ
ВЫСОКОПРОЧНЫХ
ЛЕГКИХ БЕТОНОВ
НА ОСНОВЕ
НОВЫХ ВИДОВ
ИСКУССТВЕННЫХ
ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ
Утверждены
директором НИИЖБ
18 февраля 1981 г.
|
Москва 1981
Печатаются по решению секции по технологии бетона НТС НИИЖБ
(протокол от 29 января 1981 г.).
Рекомендации содержат основные положения по технологии
изготовления легких жаростойких бетонов с температурой от 700 до 1200 °С на новых
видах искусственных пористых заполнителей.
Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников
проектных, производственных организаций и лабораторий, занимающихся
проектированием и изготовлением деталей и конструкций из легкого жаростойкого
бетона.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения. 2
2. Требования к исходным
материалам.. 2
3. Подбор составов легких
жаростойких бетонов. 5
4. Приготовление бетонной смеси и
формование изделий. 5
5. Твердение бетона. 6
6. Контроль качества изделий. 6
7. Хранение изделий. 7
Приложение 1. Основные свойства
пористых заполнителей, применяемых для изготовления жаростойких высокопрочных
легких бетонов. 7
Приложение 2. Требования к
огнеупорному аглопориту. 7
Приложение 3. Ориентировочные
составы жаростойких высокопрочных легких бетонов. 8
|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Рекомендации содержат основные положения по технологии
изготовления и применению жаростойких высокопрочных легких бетонов на основе
новых видов искусственных пористых заполнителей. В качестве заполнителей
рекомендуются огнеупорный аглопорит, получаемый из отходов угледобычи и
углеобогащения разреза «Богатырь» Экибастузского месторождения, заполнитель из
каолиносодержащих отходов Сумгаитского п/о «Химпром» им. М. Азизбекова.
В Рекомендациях учтен опыт производства изделий из обычных легких
бетонов на пористых заполнителях на действующих железобетонных заводах.
В Рекомендациях приведены составы легких жаростойких бетонов на
основе огнеупорного аглопорита и каолиносодержащих отходов, не вошедшие в
«Инструкцию по технологии приготовления жаростойких бетонов» СН
156-79.
Технология изготовления огнеупорного аглопорита разработана
ВНИИСтром им. П.П. Будникова Минстройматериалов СССР (кандидаты техн. наук М.П.
Элинзон и А.Б. Журба) и Институтом горючих ископаемых Минуглепрома СССР (д-р
техн. наук М.Я. Шпирт и канд. техн. наук Ю.В. Иткин).
При составлении Рекомендаций использованы результаты исследований
легких жаростойких бетонов с заполнителем из каолиносодержащих отходов,
проведенных в НИИСМ им. С.А. Дадашева Минстройматериалов АзССР (кандидаты техн.
наук Г.Б. Кулиев, Л.Г. Гусейнова и Э.А. Алиева), а также с заполнителем из
шлаковой пемзы, проведенных в Липецком политехническом институте Минвуза СССР
(канд. техн. наук Г.М. Васильева) и в Донецком Промстройниипроекте Госстроя
СССР (канд. техн. наук А.Д. Григорьева).
Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р тех. наук, проф.
К.Д. Некрасов и канд. техн. наук М.Г. Масленникова).
Дирекция НИИЖБ
1.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на производств о в
заводских и полигонных условиях изделий из жаростойких высокопрочных легких
бетонов марки М300, объемной массы в высушенном состоянии 1500 - 1800 кг/м3.
1.2. В Рекомендациях рассматриваются три вида жаростойкого легкого
бетона: аглопоритобетон, бетон на основе каолиносодержащих отходов и
шлакопемзобетон.
1.3. Жаростойкие высокопрочные легкие бетона на основе
огнеупорного аглопорита вследствие высокой термостойкости могут быть
рекомендованы для футеровки тепловых агрегатов с резкой сменой температур в
рабочем пространстве,
1.4. Жаростойкий шлакопемзобетон рекомендуется для применения в
тепловых агрегатах со стационарным температурным режимом.
1.5. Предельно допустимая температура применения бетонов при
одностороннем нагреве в зависимости от вида компонентов бетона составляет от
700 до 1200 °С.
1.6. Основные свойства жаростойких высокопрочных легких бетонов
приведены в табл. 1.
1.7. Сушка и вывод на рабочий режим жаростойкой бетонной футеровки
следует осуществлять согласно «Инструкции по сушке и первому нагреву тепловых
агрегатов из жаростойкого бетона» ВСН I99-74/MMCC СССР.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНЫМ
МАТЕРИАЛАМ
2.1. Применяемые материалы должны обеспечивать заданные свойства
бетона и удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических
условий.
Вяжущие
2.2. Вяжущие материалы должны удовлетворять требованиям
стандартов:
портландцемент, быстротвердеющий портландцемент,
шлакопортландцемент - ГОСТ 10178-76;
глиноземистый цемент - ГОСТ
969-77;
жидкое стекло (силикат натрия растворимый) - ГОСТ 13078-81.
2.3. Рекомендуемая марка цементов по ГОСТ
10178-76 - 500, допускаемая - 400 и 600.
2.4. Контроль качества портландцемента, быстротвердеющего портландцемента,
шлакопортландцемента и глиноземистого цемента следует осуществлять в
соответствии с ГОСТ 310.1...4-76
и 969-77.
2.5. Проверка качества цементов состоит в контрольных испытаниях
каждой поступающей партии и в повторных испытаниях в случае хранения его более
3 мес.
При повторных испытаниях ограничиваются проверкой сроков
схватывания и пределов прочности цементного раствора.
2.6. Цемент не рекомендуется выдавать на производство до получения
результатов лабораторных испытаний.
2.7. Жидкое стекло должно иметь модуль от 2,4 до 3 и плотность от
1,36 до 1,38 г/см3.
2.8. Модуль жидкого стекла следует определять по ГОСТ 13078-81. Для
предварительной оценки пригодности жидкого стекла может быть применен
ускоренный метод согласно Инструкции СН
156-79.
2.9. Жидкое стекло необходимо развести до требуемой плотности в
специальном металлическом резервуаре. Плотность замеряют денсиметром.
Отвердители
2.10. Для изготовления легкого жаростойкого бетона на жидком
стекле и каолиновых отходах в качестве отвердителя вводят саморассыпающийся
феррохромовый шлак. Шлак должен соответствовать ТУ 14-11-95-74 и содержать: 24
- 30 % кремнезема SiO2, не
менее 48 % окиси кальция СаО, не более 1 % (в сумме) окиси железа Fe2О3 и закиси железа FeО, 4
- 8 % окиси алюминия Al2O3, 7 - 12 % окиси магния MgO и 4
% окиси хрома Cr2O3.
Химический состав шлака определяют по ГОСТ
26420-71 и ГОСТ
2642.4-71*.
2.11. Тонкость помола саморассыпающегося феррохромового шлака
рекомендуется такой, чтобы сквозь сито N 008 проходило не менее 70 %
взятой пробы.
2.12. Для изготовления шлакопемзобетона на жидком стекле в
качестве отвердителя вводят кремнефтористый натрий, который должен отвечать
требованиям ГОСТ 87-77.
Тонкомолотые
добавки
2.13. Тонкомолотые добавки, применяемые для жаростойкого бетона,
могут быть промышленного изготовления или приготовлены на месте потребления
размолом соответствующих материалов в шаровых или вибрационных мельницах и
должны отвечать требованиям ГОСТ 20956-75.
2.14. В качестве
тонкомолотых добавок следует применять размолотые до требуемой тонкости
огнеупорный аглопорит, каолиновые отходы, а также шамотный кирпич (класса А и
Б) или его бой.
2.15. Контроль качества тонкомолотой добавки следует осуществлять
от каждой поступающей партии в соответствии с Инструкцией СН
156-79.
В случае приготовления добавки непосредственно на месте
изготовления бетонов, контроль ее качества производится один раз в смену.
Заполнители
2.16. В качестве заполнителей рекомендуется применять: огнеупорный
аглопорит, шлаковую пемзу и каолиновые отходы (Сумгаитского п/о «Химпром» им.
М. Азизбекова).
Основные свойства этих заполнителей приведены в прил. 1.
2.17. Все заполнители, мелкие и крупные, должны удовлетворять
требованиям ГОСТ 20955-75, 9757-73
и прил. 1 настоящих Рекомендаций.
Кроме того, огнеупорный аглопорит требованиям ГОСТ 11991-76 и
прил. 2 настоящих Рекомендаций;
шлаковая пемза - ГОСТ 9760-75; пористый заполнитель из каолиновых отходов
должен содержать Al2O3 не менее 30 %, Fe2O3 не более 5 %.
2.18. Для проверки качества заполнителей отбор средней пробы от
каждой партии необходимо производить в объеме 10 л для мелкого и 30 л - для
крупного заполнителя.
2.19. Для каждой отобранной пробы заполнителя следует определять:
объемную массу и влажность по ГОСТ
9758-77; зерновой состав по ГОСТ 20955-75; чистоту заполнителя по прил. 5
Инструкции СН
156-79.
Если в отобранной пробе обнаружены куски известняка, доломита или
других посторонних включений, всю партию заполнителя бракуют.
2.20. Хранить заполнители следует раздельно по видам и крупности в
условиях, предохраняющих их от увлажнения и загрязнения посторонними примесями.
3. ПОДБОР СОСТАВОВ ЛЕГКИХ
ЖАРОСТОЙКИХ БЕТОНОВ
3.1. Подбор состава бетона производится в соответствии с «Руководством
по подбору составов конструктивных легких бетонов на пористых заполнителях»
(М.. Стройиздат, 1975) и Инструкцией СН
156-79.
3.2. Ориентировочные расхода материалов для легких жаростойких
бетонов марки М300 назначаются по прил. 3 настоящих Рекомендаций.
3.3. Подбор состава бетона следует производить в следующем
порядке:
оценка и выбор исходных материалов;
расчет и назначение исходного состава бетона дли опытных замесов;
приготовление опытных замесов;
испытание контрольных образцов, обработка полученных результатов и
корректировка состава бетона с учетом требуемой марки;
проверка рабочего состава бетона в производственных условиях и составление
таблиц дозировок всех материалов по массе, а пористых заполнителей - по объему
с учетом колебаний их объемной массы.
3.5. Приготовление опытных замесов из назначенных расчетом
составов бетона следует производить в лабораторных или в производственных
условиях. Проверка свойств приготовленной смеси производится по ГОСТ 10181-80. Изготовление и
испытание контрольных образцов-кубов по ГОСТ 10180-78
и определение плотности по ГОСТ 12730.1-78.
4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОЙ
СМЕСИ И ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ
4.1. Дозирование пористых заполнителей производят объемно-весовым
способом.
При наличии крупного заполнителя стабильной объемной насыпной
массы (отклонения ±6 %) допускается дозирование его по массе.
4.2. Дозирование вяжущих, отвердителя и тонкомолотых добавок
производят по массе, а воды - по массе или объему.
4.3. Дозирование материалов при приготовлении легкобетонной смеси
производят с точностью, %:
вяжущих, отвердителя, тонкомолотых добавок и воды ±2;
пористых заполнителей ±3 (по объему с контролем по
массе) или ±2
(по массе).
4.4. Приготовление легкобетонной смеси следует производить в
смесителях принудительного действия, обеспечивающих качественное перемешивание
компонентов типа СБ-35 (С-733), СБ-62 (С-95), СБ-79. На действующих заводах
разрешается применять бетономешалки типа C-371,
С-355, С-356.
4.5. Приготовление бетонной смеси в смесителях принудительного
действия осуществляется следующим образом: в смеситель загружают сухие
материалы и перемешивают их около 1 мин, затем в смесь заливают воду или жидкое
стекло, в зависимости от вида бетона, и перемешивают смесь не менее 3 мин.
4.6. Удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью
20 - 35 с по техническому вискозиметру или подвижностью не более 2 см по осадке
конуса.
4.7. Для определения подвижности или жесткости бетонной смеси
следует отбирать среднюю пробу из смесителя не реже 1 раза в смену.
4.8. Изделия из легкого жаростойкого бетона формуют вибрированием.
Формование изделий включает следующие этапы: подготовку форм с установкой
закладных деталей, укладку и уплотнение бетонной смеси.
4.9. Для формования применяются стальные формы, отвечающие
требованиям ГОСТ
18886-73. Допускается применение форм из других материалов, проверенных в
производственных условиях.
4.10. Укладку и уплотнение бетонной смеси производят согласно
«Инструкции по изготовлению конструкций и изделий из бетонов, приготовляемых на
пористых заполнителях» СН
483-76.
5. ТВЕРДЕНИЕ БЕТОНА
5.1. Для получения бетонных изделий с заданными свойствами следует
строго выдерживать оптимальные условия твердения: температурный и влажностный
режимы, а также сроки твердения.
5.2. Условия и сроки твердения бетонов зависят от вида вяжущего.
Для бетона на портландцементе, быстротвердеющем портландцементе
(БТЦ) и шлакопортландцементе рекомендуется твердение во влажных условиях в
течение 7 сут при температуре выше +15 °С или тепловая обработка, при
температуре и влажности, указанных в п. 5.3
настоящих Рекомендаций.
Для бетона на глиноземистом цементе рекомендуется твердение во
влажных условиях в течение 3 сут при температуре от +7 до +25 °С, а на жидком
стекле - воздушно-сухих в течение 3 сут при температуре не ниже +15 °С.
5.3. Тепловую обработку изделий из бетонов на всех видах цемента,
кроме глиноземистого, следует производить насыщенным паром или паровоздушной
смесью, обеспечивающими относительную влажность среды на стадии изотермического
прогрева 90 - 100 %. Температура среды при изотермическом прогреве не должна
быть более 85 °С при использовании портландцемента и 95 °С при использовании
шлакопортландцемента.
5.4. Режим тепловой обработки должен соответствовать требованиям
Инструкции СН
483-76.
6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
ИЗДЕЛИЙ
6.1. Контроль качества готовой продукции состоит в определении:
формы и размеров изделия;
качества армирования, закладных деталей и монтажных петель;
качества бетона в изделиях по показателям отпускной или марочной
прочности бетона и прочности бетона после нагревания до 800 °С по
прил. 9 «Руководства по изготовлению изделий из жаростойкого бетона на заводах»
(М., Стройиздат, 1976).
7. ХРАНЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ
7.1. Готовые и принятые ОТК изделия из легких жаростойких бетонов
хранят рассортированными по видам и типоразмерам на специально оборудованных
складах и в штабелях в соответствии с требованиями ГОСТ
13015-75.
Изделия из бетона на жидком стекле следует хранить в закрытых
складах.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ОСНОВНЫЕ
СВОЙСТВА ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ
ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ
Вид заполнителя
|
Объемная насыпная
масса, кг/м3
|
Прочность при
сдавливании в цилиндре, МПа
|
Огнеупорность, °С
|
Предприятие-изготовитель
|
Огнеупорный
аглопоритовый щебень 5 - 20 мм
|
600
|
1,8 - 1,9
|
1700 - 1730
|
Жилевская ОПОФ
Минуглепрома СССР
|
То же, песок
|
700
|
-
|
1700 - 1730
|
То же
|
Щебень не
каолиновых отходов
|
630
|
2 - 3
|
1500
|
Сумгаитское п/о «Химпром»
им. М. Азизбекова
|
Песок из каолиновых
отходов
|
660
|
-
|
1500
|
|
Шлаковая пемза 10 -
20 мм
|
600 - 700
|
0,7 - 1,2
|
1100 - 1200
|
ЖБИ-1 треста
«Железобетон» г. Липецк
|
То же, 5 - 10 мм
|
700 - 760
|
0,7 - 1,2
|
1100 - 1200
|
То же
|
Песок шлаковой
пемзы 0 - 5 мм
|
700 - 970
|
-
|
1100 - 1200
|
²
|
Шлаковая пемза 5 -
20 мм
|
800
|
1,7
|
1100 - 1200
|
Ждановский
металлургический з-д «Азовсталь»
|
Песок шлаковой
пемзы 0 - 5
|
1200
|
-
|
1100 - 1200
|
То же
|
______________
* опытно-производственная обогатительная фабрика.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ТРЕБОВАНИЯ К
ОГНЕУПОРНОМУ АГЛОПОРИТУ
1. Настоящие требования распространяются на огнеупорные
аглопоритовые щебень и песок, представляющие собой искусственный пористый
материал, получаемый методом агломерации из отходов обогащения углей
Экибастузского месторождения.
2. Огнеупорные аглопоритовые щебень и песок применяются в качестве
заполнителей для изготовления легких жаростойких бетонов с предельной
температурой применения до 1200 °С.
3. Огнеупорный аглопорит должен удовлетворять требованиям ГОСТ 11991-76, за исключением требований по морозостойкости, а также требованиям
ГОСТ 20955-75.
4. Огнеупорный аглопорит в зависимости от содержания окисло в
алюминия и железа (Al2O3 и Fe2O3) разделяется на три класса (табл. 2).
Таблица 2
Наименование показателей
|
Классы
|
I
|
II
|
III
|
Огнеупорность, °С,
не ниже
|
1730
|
1670
|
1600
|
Содержание, %, Al2O3 + ТiO2 не ниже
|
38
|
35
|
30
|
Содержание, %, Fe2O3
не
более
|
1
|
3
|
5
|
5. Потери при прокаливании в огнеупорном аглопорите (щебне и
песке) не должны превышать 1 %.
6. Максимальный размер зерен аглопоритового щебня не должен
превышать 20 мм.
7. Огнеупорные аглопоритовые заполнителя должны выдерживать
испытания прокаливанием с последующим кипячением по методике, указанной в ГОСТ 20955-75.
8. В огнеупорном аглопорите недопустимо наличие слабообожженных
или совсем необожженных зерен и зерен инородных пород, а также загрязняющих
примесей (растительного происхождения), мусора и т.д.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ
СОСТАВЫ ЖАРОСТОЙКИХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ
№ состава по табл.
1
|
Вяжущее
|
Тонкомолотая
добавка
|
Заполнители
|
вид
|
расход кг/м3
|
вид
|
расход кг/м3
|
вид
|
расход, кг/м3
|
мелкий
|
крупный
|
1
|
Портландцемент
|
430
|
Шамотная, из
огнеупорного аглопорита
|
200
|
Огнеупорный
аглопорит
|
430
|
430
|
2
|
То же
|
490
|
Из каолиновых
отходов
|
140
|
Из каолиновых
отходов
|
370
|
350
|
3
|
Быстротвердеющий
портландцемент
|
390
|
То же
|
250
|
То же
|
460
|
310
|
4
|
Глиноземистый
цемент
|
435
|
²
|
215
|
²
|
400
|
340
|
5
|
Жидкое стекло1)
|
350
|
²
|
450
|
²
|
310
|
570
|
6
|
Портландцемент
|
400
|
Из шлаковой пемзы
|
260
|
Шлаковая пемза2)
|
440
|
640
|
7
|
Глиноземистый
цемент
|
315
|
То же
|
300
|
То же
|
615
|
500
|
8
|
Жидкое стекло
|
440
|
²
|
350
|
²
|
540
|
600
|
9
|
Шлакопортландцемент
|
540
|
-
|
-
|
Шлаковая пемза3)
|
600
|
600
|
10
|
Портландцемент
пластифицированный
|
400
|
Из шлаковой пемзы
|
120
|
То же
|
610
|
610
|
Примечания. 1/ В качестве отвердителей применяют:
в составе 5 - раморассыпающийся феррохромовый шлак (50 кг/м3); в
составе 8 - кремнефтористый натрий (55 кг/м3).
2/
Шлаковая пемза, выпускаемая ЖБИ-1 треста «Железобетон» г. Липецк.
3/ Шлаковая пемза, выпускаемая Ждановским металлургическим заводом
«Азовсталь».